“双碳”目标驱动能源电力系统数字转型

  实现“双碳”目标，能源电力领域是主战场、主阵地，能源电力行业低碳转型是重要实现路径和战略选择。

 

  当前，数字技术的应用已为能源电力带来空前的变革。比如，国家电网公司全面推进数字技术在电网各环节、各领域广泛应用，统筹推动电网控制与信息系统的协同互联，充分发挥控制系统可靠、及时、安全的优点与信息系统智能、共享、交互的特性，满足新型电力系统安全、实时、经济的需要。值得一提的是，在分布式新能源高效利用和安全接入方面，中国电科院牵头承担了首批国家重点研发计划项目1.3“分布式可再生能源发电集群并网消纳关键技术及示范应用”。

 

  作为项目负责人，中国电力科学研究院副总工程师兼配电技术中心主任、党委书记盛万兴表示，项目历时三年攻关，针对大规模分布式可再生能源发电集群灵活并网集成和消纳需求，系统地解决了规模化分布式发电并网消纳的一系列关键技术难题：一是开发了分布式发电集群规划软件，电网接纳分布式电源能力提高40%以上。二是攻克了变流器耦合电感磁集成和SiC/GaN高频化设计等关键技术，研制了世界首台光储一体机和逆变调控一体机等9类、17种并网装置，最大效率达到99.14%，最高功率密度达到1.3W/cm3。三是在国内外首次建立了“群内自治-群间协同-输配协调”分布式发电集群控制体系，开发了世界首套群控群调系统，平抑电压波动30%以上。同时，项目完成了安徽金寨、浙江海宁两个典型区域示范工程，有力推动了我国分布式发电并网技术实现重大跨越和引领。

 

  随着“云大物移智”等现代信息技术和能源技术深度融合、广泛应用，能源电力系统数字转型的总体发展趋势，正朝着“物理系统——信息物理融合系统——信息-物理-人在回路的复杂智能化系统”的方向发展。为探索信息技术在支撑国家实现能源电力系统“双碳”目标中的地位和作用，由中国科学院院士郝跃为组长、盛万兴副组长牵头，联合11名中国科学院院士，以及16家科研院所、高校、能源电力龙头企业等核心力量，共同申报了中国科学院学部咨询评议项目《“双碳”目标驱动能源电力系统数字转型发展战略研究》。“项目是以‘双碳分析预测→能源电力布局→数字转型路径→发展政策建议’为研究思路，主要开展碳排放构成精准分析与预测、能源电力系统数字转型中信息技术重点发展布局、能源电力系统数字转型减碳实施路径、能源电力系统数字转型发展战略建议等方面的咨询与研究，为‘双碳’目标驱动能源电力系统数字转型提供战略性建议。”郝跃表示。

 

  未来，信息技术如何支撑和保障能源电力系统数字转型？郝跃表示，应当构建信息技术支撑和保障体系，加快推进能源电力系统向更加智慧、更加安全、更加友好的能源互联网升级，促进能源清洁低碳转型、保障国家能源安全。

 

  为此，郝跃建议：一是建设高比例电力电子化新型电力系统，需要先进电子材料与设备技术支撑。高效率宽禁带半导体材料及器件支撑能源电力系统数字转型中清洁能源的高效接入，高性能电力芯片支撑能源电力系统设备状态实时精准感知与高效控制，数字化与智能化电力设备支撑能源电力系统安全高效运行。二是建设数据驱动型、信息物理融合的新型电力系统，需要“云大物移智”等信息技术支撑。三是构建天地一体化的通信网络，是新型电力系统大带宽、高可靠、低时延的通信保障。无线、有线等通信技术支撑能源电力系统本地通信需求，光纤、5G等通信技术保障能源电力系统区域通信需求，卫星通信等技术保障能源电力系统广域通信需求。四是构建“设备-通信-主站”梯级信息安全防护体系，是新型电力系统安全运行的重要保障。全环节信息安全防护体系、身份认证与访问控制等技术、加密技术等保障能源电力系统信息安全。